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[塑料橡膠] 在電線電纜中應(yīng)用的幾種熱塑性彈性體
P:2013-10-18 09:32:26
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東莞市匯中新材料有限公司，成立于2005年主要生產(chǎn)TPV,TPE,TPR,TPV無鹵阻燃系列，TPE無鹵阻燃系列,TPE包膠系列，TPE通用系列，沙林PC2000副牌，是中國知名的專業(yè)高新材料供應(yīng)商，致力于為優(yōu)秀的中國制造商提供卓越的材料應(yīng)用解決方案，并為實現(xiàn)這些方案提供高品質(zhì)的技術(shù)服務(wù)。匯中是多家世界500強化工企業(yè)的中國地區(qū)合作伙伴，這些高新原材料主要應(yīng)用在手機、太陽能、LED、電視機、小家電等領(lǐng)域，我們主要專注于彈性體方案的解決。我們的客戶有華為、中興、富士康、比亞迪等近千家。 我們多次贏得供應(yīng)商及客戶頒發(fā)的獎項。嘉洋能提供什么？ 我們?yōu)槊總�客戶配備產(chǎn)品工程師、技術(shù)工程師及銷售工程師三個角色組成的團隊，綜合產(chǎn)品性能、應(yīng)用技術(shù)及商務(wù)條件，形成供應(yīng)方案 聯(lián)系電話；0769-82533919 13790638219 蔣先生
熱 塑 性 彈 性 體(TPE ) 是一種具有橡膠的高彈性 ，高強度 ，高回彈性，又具有可注塑加工的特征，具有環(huán)保無毒安全 ，硬度范圍廣 ，有優(yōu) 良的著色性 ，觸感柔軟 ，耐候性 ，抗疲勞性和耐溫性 ，加工性能優(yōu)越，無須硫化 ，可以循環(huán)使用 降低成本 ，既可 以二次注塑成型，與 PP 、PE 、PC 、PS 、A B S 等基體材料包覆粘合 ，也可以單獨成型。由于熱塑性彈性體 (TPE )具有硫化橡膠的物理機械性能和熱塑性塑料 的工藝加工 性 能 。由于 不 需 經(jīng) 過 熱硫 化 ，使 用 通 用的塑料加工設(shè)備即可完成產(chǎn) 品生產(chǎn) 。這一特點使橡膠工業(yè)生產(chǎn)流程縮短了 1／4，節(jié)約能耗 25％~ 40％，提高效率 l0 倍～20 倍，堪稱 橡膠 工 業(yè)又 一次 材料 和 工藝 技術(shù) 革命 。
TPE 的優(yōu)點：
1．可 用一般 的熱 塑性塑料 成型機 加工，不需要特殊的加工設(shè)備 ，例如注塑成型、擠 出成型、吹塑成型、壓縮成型、遞模成型等。
2．生產(chǎn)效率大幅提高。可直接用橡膠注塑機硫化 ，時間由原來的 20m in 左右 ，縮短到 lm in 以內(nèi)；由于需要的硫化時間很短 ，因此 已可用擠 出機直接硫化 ，生產(chǎn)效率大幅提高。
3．易于 回收利用，降低成本。生產(chǎn)過程 中產(chǎn)生的廢料 (逸 出毛邊 、擠 出廢膠 )和最終 出現(xiàn) 的廢 品，可 以直接返回再利用；用過 的 TPE 舊品可以簡單再生之后回收利
用，減少環(huán)境污染 ，擴大再生資源來源。
4．節(jié)能 。熱塑性彈性體大多不需要硫化或硫化 時間很短，可以有效節(jié)約能源 。以高 壓 軟 管 生 產(chǎn) 能耗 為 例 ： 橡 膠 為1 88M J／kg ，T PE 為 144M J／kg，可節(jié)能達 25％以上 。
5．應(yīng)用領(lǐng)域更廣。由于 TPE 兼具橡膠和塑料 的優(yōu)點 ，為橡膠工業(yè)開辟了新 的應(yīng)用領(lǐng)域。
6．可用于塑料的增強、增韌改性。 自補強性大 ，配方簡化，配合劑對聚合物的影響制約小 ，質(zhì)量性能更易掌握 。
TPE 的缺點：
TPE 的耐熱性不如橡膠，隨著溫度上升而物性下降幅度較大，因而適用范圍受到限制 。同時 ，壓縮變形 、彈性 回復、耐久性等 同橡膠相比較差 ，價格上也往往高于 同類橡膠 。盡管如此，TPE 的優(yōu) 點仍十分突出，各種新型的 T PE 產(chǎn) 品也不斷開發(fā)出來。作為一種節(jié)能環(huán)保的橡膠新型原料，發(fā)展前景十分看好 。TPE 良好的性能使其廣泛應(yīng)用于器具、電線與 電纜、汽車產(chǎn) 品、電氣與 電子產(chǎn)品、醫(yī)用產(chǎn)品、玩具、書寫工具、房屋與建筑、鞋 類 與足 部保健 、 口腔 保健 、輪 子與輪腳以及其它眾多的日常和工業(yè)應(yīng)用 。TPE 粒料種類繁多，現(xiàn)就廣泛應(yīng)用于電線電纜的種類進行簡單介紹。
一、T P O
聚烯烴類熱塑性彈性體 (TPO ) 由橡膠和聚烯烴構(gòu)成 ，通常橡膠組分為三元乙丙橡膠 (EPD M )、丁腈橡膠 (N B R ) 和丁基橡膠 ；聚烯烴組分主要為聚丙烯 (PP ) 和聚乙烯 (PE )。T PO生產(chǎn)工藝開發(fā)最早的技術(shù)是機械摻混法 。隨著美國高級彈性體系統(tǒng) (A E S )公司成功開發(fā)完全動態(tài)硫化工藝制備 的聚
烯烴熱塑性彈性體 (T PV ) ，使其性能大為改觀 ，耐壓縮變形性、耐熱老化性 、耐油性等有明顯改善，成為 目前 TPO 市場上的主流產(chǎn)品。動態(tài)硫化工藝成為 TPO 合成工藝技術(shù)主要發(fā)展方向。 目前全球 T PO 消費量約為 580 kt，未來幾年增長速度將高于TPE 平均增長速度達到 7．5％左右。由于 T PO 比其它 TPE 的比重輕 (僅為0．88 左右 ) ，耐熱性高達 100℃，耐氣候性和耐臭氧性也好，因而成為 TPE 中發(fā)展很快的 品種。
TPV 的性能優(yōu) 良，具有如下優(yōu) 良性能：
1．兼具熱塑性塑料加工便利性和熱固性橡膠的高彈性：
2 ．寬廣的使用溫度 ，一65℃～l35℃：
3．較低的密度 ；
4 ．優(yōu) 良的耐汕／耐熱／耐臭氧／耐化學／耐脆性；
5．硬度范圍25A ~ 50D ；
6 ．良好的高溫物理性能；
7 ．良好的外觀手感和氣味。電線 電纜業(yè)是 TPO 消費的重要領(lǐng)域 。隨著我 國通訊事業(yè)迅速發(fā)展，對 電線電纜質(zhì)量和數(shù)量提 出更高要求 ，原有 的電線 電纜生產(chǎn)工藝逐步淘汰 。 目前國內(nèi)電線 電纜企業(yè)眾多，假設(shè)電纜采用 TPO ，用擠塑工藝生產(chǎn)，不但生產(chǎn)效率提高，而且產(chǎn) 品質(zhì)量也隨著提高，同時可以簡化生產(chǎn)工序，廢 舊制品及邊角余料也可 以回收利用，產(chǎn)品成本可以降低 20％~ 50％。擠 出吹 塑成 型 ：螺桿 長徑 比最 好 為24 ：l，料筒溫度應(yīng) 比產(chǎn)品熔程高 5～l0 ℃。
二 、 T P V C
PV C 熱塑性彈性體 fT PV C )以其較優(yōu)異的綜合性能和低廉的價格而備受人們的親睞。TPV C 通常是以高聚合度 PV C 或稱高 分 子 量 PV C (H M W -PV C ) 、化 學 交 聯(lián)PV C 、離子交聯(lián) PV C 和 PV C 橡膠共混物作為基體樹脂，適量添加增塑劑后加工成型而成 。其結(jié)構(gòu)可分為 以下幾種 ：高聚合度
聚氯 乙烯類熱塑性彈性體、化學交聯(lián)類聚氯 乙烯類熱塑性彈性體、離子交聯(lián)類聚氯乙烯類熱塑性彈性體、共混類聚氯 乙烯類熱塑性彈性體 。
T PV C 具有如下性能特 點：
1．硬度及硬度．溫度 的關(guān)系
其 硬度 可根 據(jù)增 塑 劑用 量 的不 同在40～95 的范圍內(nèi)任意調(diào)整。硬度隨溫度變化比橡膠大 ，但 比軟質(zhì) PV C 有 了很大改進 。
2 ．壓縮永久形變
通常軟質(zhì) PV C 的永久形變在 65％以上，而 TPV C 在 35％~60％之問，甚至更低 ，與橡膠接近。
3 ．耐熱變形
作為在熱條件下使用 的重要指標其 比T PV C的擠 出成型通常采用螺桿長徑通常軟質(zhì) PV C 有 了很大改進 ，與橡膠接近 。例如住友 的 270 1A 和 270 1B 熱變形率分別為 2％和 4％，而通常為 10％，因此更適合于制造耐熱 電纜等 。
4．耐熱沖擊性 良好
5．耐老化性
耐老化性與橡膠相比很優(yōu)異，比一般軟質(zhì) PV C 也有了很大提高。特別是它配合高分子增塑劑后這一性能更加優(yōu)異 。
6 ．耐寒性
耐寒性至少不低于軟質(zhì) PV C ，當采用耐寒增塑劑后．45℃仍保持 良好的彈性 。
7 ．耐磨性 、消光性、著色性等
其耐磨性 比軟質(zhì) PV C 和橡膠高兩倍。消光性 、著色性等 良好 。
8．加工性能
與橡膠相 比，成型加工方便，能耗低，可以再生利用 �，F(xiàn)在其應(yīng)用 已十分廣泛 ，新的領(lǐng)域 的研究與開發(fā)工作也十分活躍 。除 了以代替橡膠為 目的的應(yīng)用繼續(xù)發(fā)展外 ，其他用途也在廣泛 開拓之 中。代替橡膠 的主要著眼點在 降低成本的總構(gòu)成和改進加工方法 、著色性 、耐候性等性能。代替軟質(zhì) PV C 主要是提高其物理性能，改善制 品的手感與外觀等 �？蓮V泛應(yīng)用于制造 耐熱 電纜、移動電纜 、耐低溫 電纜、 以及 高級 電器 電線等 。作為在熱條件下使用 的重要指標其 比T PV C的擠 出成型通常采用螺桿長徑通常軟質(zhì) PV C 有 了很大改進 ，與橡膠接近 。例如住友 的 270 1A 和 270 1B 熱變形率分別為 2％和 4％，而通常為 10％，因此更適合于制造耐熱 電纜等 。
TPVC的擠出成型通常采用螺桿長徑比大于 22的擠出機，以 24 左右為好 。螺桿采用緩慢壓縮型 ，壓縮 比為 3．5 左右，以淺槽為好 。壓縮段大于 l2 個螺距 ，由于受壓力越大，混煉效果越好，因此采用過濾板和過濾網(wǎng)。模具和成型條件也要使反壓力l大些為好。
三 、 T P U
TPu 聚氨酯熱塑性彈性體又稱熱塑性聚氨酯橡膠，簡稱 TPU ，是一種(AB)n 型嵌段線性聚合物，A 為高分子量0 ooo．6000)的聚酯或聚醚 ，B 為含 2．12 直鏈碳原子的： 醇，A B 鏈段問化學結(jié)構(gòu)是用二異氰酸酯，通常是 M D I 連接 。一般的結(jié)構(gòu)式為見圖。熱塑性聚氨酯橡膠靠分子間氫鍵 交聯(lián)或大分子鏈問輕度交聯(lián) ，隨著溫度的升高或降低，這兩種交聯(lián)結(jié)構(gòu)具有可逆性。在熔融狀態(tài)或溶液狀態(tài)分子 間力減弱，而冷卻或溶劑揮發(fā)之后又有強的分子間力連接在一起，恢復原有固體的性能。聚氨酯熱塑性彈性體有聚酯型和聚醚型兩類 ，呈 白色無規(guī)則球狀或柱狀顆粒 ，相對密度 1．10．1．25，聚醚型相對密度比聚酯型小。聚醚型玻璃化溫度為 100．6．106．1℃，聚酯型玻璃化溫度 108．9．122．8℃。聚
醚型和聚酯型 的脆性溫度低于．62℃，硬醚型耐低溫性憂于聚酯型。聚氨酯熱塑性彈性體突出的特 點是耐磨性優(yōu)異、耐臭氧性極好、硬度大、強度高、彈性好、耐低溫 ，有 良好的耐油、耐化學藥品和耐環(huán)境性能，在潮濕環(huán)境中聚醚型酯水解穩(wěn)定性遠超過聚酯型。聚氨酯熱塑性彈性體無毒、無味，可溶 于甲乙酮 、環(huán) 己酮 、四氫呋喃 、I 氧六環(huán)、二甲基甲酰胺等溶劑，也能溶于甲苯、醋酸乙酯、丁酮、丙酮 以適 當比例組成的混合溶劑中，呈現(xiàn)無色透明狀態(tài)，有較好的貯存穩(wěn)定性。
四、丁腈一聚氯乙烯彈性體
丁腈一聚氯乙烯彈性體是一種以特殊方式改性的 N B R／PV C 為主體，引入離子交換技術(shù)而得到的高分子材料。其代表性的產(chǎn)品是 日本的 E laster，其特點是具有橡膠的彈 性 、熱塑加 工 、無 需硫 化 ，著 色性好 、高溫變形小、具有 良好 的耐油性 。
五、含氟熱塑性彈性體
含氟熱塑性彈性體是以四氟乙烯一 乙烯共聚物或偏氟乙烯均聚物為硬段 ，以偏氟乙烯、六氟丙烯及四氟乙烯三聚物為軟段 。其特點是耐化學性好、透 明度、可重復使用、可輻照交聯(lián)。由于熱塑性彈性體集橡膠和塑料 的特性于一體，加工方便 ，使用靈活，所 以特別適用于小批量的特殊規(guī)格線纜，它能有
效的幫助廠家擴展品種 ，使之更好 的適應(yīng)市場的需求。二十一世紀是環(huán)保世紀 ，是資源再生利用的時代。作為最具環(huán)保型的 TPE 來說，客觀上 已迎來 了大發(fā)展的新紀 元。由于 T PE 的生產(chǎn)再利用和使用后 的資源再生性都強，而且又節(jié)能 ，作為一種新材料已成為社會 各界關(guān)注 的焦點 。事實上，大
部分橡膠制品，都有可能逐步為 T PE 所取代，應(yīng)用前途非常廣闊。
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